DE3710646A1

DE3710646A1 - Varioobjektiv fuer eine fernsehkamera insbesondere fuer endoskopische anwendungen

Info

Publication number: DE3710646A1
Application number: DE19873710646
Authority: DE
Inventors: Hans Schauer; Norbert Lemke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-20
Also published as: WO1988007694A1; US4934789A; DE8717851U1; DE3872124D1; EP0307440A1; ATE77493T1; EP0307440B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv für eine Fernsehkamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beispielsweise bei der Endoskopie werden verstärkt Fern sehkameras für die Aufnahme des Endoskopie-Bildes einge setzt. Um den behandelnden Arzt bei der Operation nicht zu behindern, müssen die Fernsehkameras möglichst klein und leicht sein. Deshalb sind bislang Fernsehkameras mit Varioobjektiven, die eine Einstellung des Gesichtsfelds und eine Anpassung an unterschiedliche Instrumente ermög lichen würden, nur vereinzelt vorgeschalgen worden, ohne eine größere praktische Bedeutung erlangt zu haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Varioobjek tiv für eine Fernsehkamera, die insbesondere an einem Endoskop angebracht werden soll, mit möglichst kleinen Abmessungen und geringem Gewicht anzugeben.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ih ren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeich net.

Erfindungsgemäß ist der Objektivtubus in einem Lagerbock, der in Bezug auf das Gehäuse der Fernsehkamera fixiert ist, in Richtung der optischen Achse des Objektivs ver schiebbar geführt und gegen Drehbewegungen gesichert. Ferner sind die Führungsausnehmungen Schlitze, die vorne und hinten offen sind und die aus einem geraden, parallel zur optischen Achse verlaufenden Teil im Anschluß an das vordere bzw. hintere Ende des Tubus, einem konzentrisch zur optischen Achse verlaufenden Teil und der sich an diesen Teil anschließenden eigentlichen Kurvenbahn zur Steuerung der Bewegung der Linsengruppen bestehen.

Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:

Das Einsetzen der Linsenfassungen in den Objektivtubus kann durch die vorne bzw. hinten offenen Schlitze erfol gen, so daß es nicht erforderlich ist, den Objektivtubus aus zwei Halbschalen zu fertigen, die dann durch den Durchmesser vergrößernde Mittel fest miteinander verbunden werden müssen. Auch der am Ende des Objektivtubus angeord nete Lagerbock, der eine Drehbewegung verhindert, anderer seits jedoch eine Verschiebung zum Fokussieren des Objek tivs erlaubt, erhöht nicht den Durchmesser des Varioobjek tivs.

Durch die einteilige Konstruktion des Objektivtubus ist es ausreichend, auf dem Objektivtubus einen zweiten Tubus drehbar anzuordnen, in dessen Innenfläche zur optischen Achse parallele Ausnehmungen vorgesehen sind, in die die Zapfen eingreifen. Durch Drehen dieses zweiten Tubus kann dann leicht die Brennweite des Varioobjektivs eingestellt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Selbstverständlich ist es möglich, zur Variation der Brennweite den zweiten Tubus von Hand oder mittels eines Einstellhebels zu drehen.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auf der Außen fläche des zweiten Tubus eine Verzahnung vorgesehen ist, die mit einem Kronenrad in Eingriff steht (Anspruch 2), da dann zum Einstellen der Brennweite ein einfaches Rändelrad auf der Außenseite des Varioobjektivs genügt, das - im Gegensatz zu einem zur optischen Achse konzentrischen Einstellring - eine einfache Einhandbedienung sowohl der Brennweite als auch der Fokussierung (Anspruch 5) ermög licht. Das Rändelrad zur Fokussierung kann dabei bei spielsweise über Zapfen in eine exzentrische elliptische Ausnehmung im zweiten Tubus eingreifen.

Durch die im Anspruch 3 gekennzeichnete Weiterbildung wird die Stabilität des geschlitzten Objektivtubus und die Stabilität der Einstellung wesentlich erhöht, da die Lin senfassungen einerseits den Objektivtubus stabilisieren und andererseits durch diese Ausbildung nicht verkippen können.

Die im Anspruch 4 gekennzeichnete Ausbildung, bei der zwei sich parallel zur optischen Achse erstreckende Ansätze vorgesehen sind, ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau, da der Lagerbock an der Trennstelle zwischen Objektiv und Röhre der Fernsehkamera, an der er praktisch keinen zusätzlichen Platz benötigt, vorgesehen werden kann.

Die im Anspruch 5 gekennzeichnete Ausbildung, bei der sowohl zum Fokussieren als auch zur Brennweitenverstel lung Rändelräder vorgesehen sind, ist ergonomisch günstig, da eine Einhandbedienung ohne Änderung der Griffstellung möglich wird.

Auch die im Anspruch 6 beanspruchte Wasserkante trägt zur Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe bei, da gerade beim Anflanschen des erfindungsgemäßen Varioobjek tivs an ein Endoskop keine weiteren, das Volumen und das Gewicht erhöhenden Maßnahmen, wie sie nach dem Stand der Technik erforderlich sind, getroffen werden müssen, um zu verhindern, daß Wasser auf die vordere Abdeckung läuft.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben, deren einzige Figur perspektivisch und aus einandergezogen die Fassung eines erfindungsgemäßen Vario objektivs zeigt.

Das erfindungsgemäße Objektiv weist einen Objektivtubus 1 mit zwei Ansätzen 2 auf, mittels derer er in einem Lager bock 3 mittels Ausnehmung oder Schlitzen 3′ in Richtung der optischen Achse 4 verschiebbar geführt ist.

In dem Objektivtubus 1 sind zwei Linsengruppen zum Ein stellen der Brennweite des Objektivs längsverschiebbar geführt. Hierzu weisen die Linsengruppen Linsenfassungen 5 auf, von denen in der Figur nur die vordere dargestellt ist. Jede der Linsenfassungen 5 hat drei radial verlaufen de Zapfen 61 bis 63, die als Schlitze 1 ₁ bis 1 ₆ ausgebil dete Steuerkurven im Objektivtubus 1 durchsetzen und in gerade Nuten 71, 72, . . . in einem zweiten Tubus 7 eingrei fen, der auf dem Objektivtubus 1 drehbar angeordnet ist.

Ferner sind zwei drehbare Räder 8 und 9, deren Drehachse 10 senkrecht auf der optischen Achse 4 des Objektivs steht, zum Einstellen der Fokussierung und der Brennweite vorgesehen.

Das zum Einstellen der Fokussierung dienende Rad 8 weist Zapfen 11 auf, die in eine exzentrische elliptische Aus nehmung im zweiten Tubus 7 eingreifen. Damit kann durch Drehen des Rades 8 das im Lagerbock 3 verschiebbar geführ te Varioobjektiv längs seiner optischen Achse 4 verschoben werden.

Auf der Unterseite des zweiten Rades 9 ist eine Kronenver zahnung 12 vorgesehen, die mit einer auf dem zweiten Tubus 7 vorgesehenen Verzahnung 13 kämmt. Damit kann durch Dre hen des zweiten Rades der zweite Tubus auf dem Objektivtu bus gedreht werden, so daß sich die Linsengruppen entspre chend den Steuerkurven zur Einstellung der Brennweite bewegen.

Die Schlitze 1 ₁ bis 1 _6, die als Steuerkurven für die Lin sengruppen dienen, bestehen aus drei Abschnitten: Einem parallel zur optischen Achse 4 verlaufenden Abschnitt 14, der ein Einsetzen der Linsenfassung ermöglicht, einem Abschnitt 15, der konzentrisch zur optischen Achse ver läuft und verhindert, daß die Linsenfassung aus der Steuerkurve durch Weiterdrehen des zweiten Tubus 7 heraus gedreht werden kann, und der eigentlichen Steuerkurve 16, die die Bewegung der Linsengruppe bei der Brennweitenein stellung steuert.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan kens - ein Objektiv zu schaffen, bei dem die Linsenfassung in den Steuertubus eingesetzt werden können, ohne diesen aus zwei Halbschalen zusammenzusetzen - beschrieben wor den. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich:

Beispielsweise kann die Brennweitenverstellung auch durch direktes Verdrehen des zweiten Tubus erfolgen.

Ferner ist es möglich, die erfindungsgemäße Linsenfassung für das Varioobjektiv direkt und nicht abnehmbar mit der Fernsehkamera oder abnehmbar über Bajonett- oder C-Mount verbindungen zu koppeln.

Weiterhin ist die Ausbildung der Linsen der einzelnen Linsengruppen weitgehend frei wählbar:

Das erfindungsgemäß ausgebildete Varioobjektiv ist durch den besonderen Aufbau der Linsenfassung bereits sehr kom pakt. Eine weitere Reduzierung des Gewichts und der Ab messungen wird dadurch erreicht, daß jede der Linsen gruppen lediglich aus einem Kittglied besteht. Erfindungs gemäß ist erkannt worden, daß ein derartiger Aufbau be reits für eine Fernsehkamera zur Abbildung eines En doskopie-Bildes ausreichend ist.

Ferner kann bei Benutzung des erfindungsgemäßen Varioob jektivs in Verbindung mit einem Endoskop eine Wasserkante an der vorderen Abdeckung vorgesehen werden, die verhin dert, daß Wasser vor die Frontabdeckung läuft und bei spielsweise Spülluftanschlüsse überflüssig macht.

Claims

1. Varioobjektiv für eine Fernsehkamera, die insbesondere an einem Endoskop anbringbar ist, mit einem Objektivtubus, der Führungsausnehmungen für an den Linsenfassungen ange brachte radiale Zapfen aufweist, und zwei Linsengruppen, die zum Verstellen der Brennweite gegeneinander und zum Fokussieren gemeinsam verschiebbar sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

- der Objektivtubus (1) ist in einem Lagerbock (3) in Richtung der optischen Achse (4) des Objektivs verschieb bar geführt und ist gegen Drehbewegungen gesichert,
- die Führungsausnehmungen sind Schlitze (1 ₁, . . .), die vorne bzw. hinten offen sind und die aus einem geraden, parallel zur optischen Achse verlaufenden Teil (14) im Anschluß an das vordere bzw. hintere Ende des Tubus, einem konzentrisch zur optischen Achse verlaufenden Teil (15) und der sich an diesen Teil anschließenden eigentlichen Steuerkurve (15) zur Steuerung der Bewegung der Linsengrup pen bestehen,
- auf dem Objektivtubus ist ein zweiter Tubus (7) drehbar angeordnet, dessen Innenfläche zur optischen Achse paral lele Ausnehmungen (71, . . .) aufweist, in die die Zapfen (61, . . .) eingreifen.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche des zwei ten Tubus eine Verzahnung (13) vorgesehen ist, die mit einem Kronenrad (12) in Eingriff steht, das zum Einstellen der Brennweite dient.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Linsenfassung (5) drei um 120° versetzte Zapfen (61, . . . 63) aufweist, die in entspre chende Führungsschlitze und Ausnehmungen auf der Innensei te des zweiten Tubus eingreifen.

4. Varioobjektiv nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivtubus zwei sich parallel zur optischen Achse erstreckende Ansätze (2) aufweist, die in komplementäre Schlitze bzw. Ausnehmungen (3′) in dem Lagerbock eingesetzt sind.

5. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Rändelrad (8, 9), dessen Drehachse (10) senkrecht auf der optischen Achse (4) steht, zum Fokussieren und zur Brennweitenverstellung vorgesehen ist.

6. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Abdeckung des Objektivs eine umlaufende Wasserkante aufweist.